Способ преобразования акустических колебаний жидкой или газообразной среды

 

Союз Советсиик

Социапистичесиик

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтовскомм свиднельствю

< 890074 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 090879 (21)2810048/18-28 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 01 Н 3/06

1овударствекнь и комитет

Опубликовано 151281 ° Бюллетень №46

Дата опубликования описания 15.1281 пв делам еэебретеккй н открытий (53) УДК 834.6!г. . 5 (088. 8) (72) Автор . изобретения

Т. А. Дозоров (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

ЖИДКОЙ ИЛИ ГАЗООБРАЗНОЙ СРЕДЫ с

Изобретение относится к виброакустоизмерительной технике и может быть использовано при исследовании акустических колебаний жидких и газообразных сред.

Известен способ преобразования акустических колебаний жидкой или газообразной среды в электрический сигнал, заключающийся в том, что располагают в исследуемой среде, в плоскости параллельной фронту волны, два электрода, параллельные друг другу, на расстоянии, меньшем половины длины волны, создают неравновесную ионную проводимость среды, возбуждают в ней электрическое поле, регистрируют величину ЭДС, наведенную на электродах ионизированными частицами, перемещающимися во фронте волны, и по полученной величине судят о колебаниях среды (!).

Недостаток указанного способа состоит в том, что при еro использовании необходимо возбуждать магнитное поле в исследуемой среде, а это приводит к зависимости результатов преобразования от внешних магнитных полей и к уменьшению подвижности ионизированных частиц исследуемой среды, вследствие чего уменьшается чу вст вител ьност ь преобразования.

Цель изобретения - повышение чувствительности преобразования.

f0.

Указанная цель достигается тем, что электрическое поле возбуждают в направлении перемещения волны.

На фиr. 1 изображено устройство для преобразования акустических колеI5 баний жидкой или газообразной среды в электрический сигнал; на фиг. 2 показано направление распространения фронта волны электрического поля.

Устройство, реализующее способ, содержит расположенные на расстоянии 0,5 - 1 мм электроды 1 и 2, источники 3 питания и регистратор 4.

Способ преобразования акустических колебаний жидкой или газообразной спе3

8900 лы в электрический сигнал заключается в том, что располагают в исследуемой среде, в плоскости, параллельной фронту волны,.два электрода 1 и 2, параллельные друг другу, на расстоянии, меньшем половины длины волны, создают неравновесную полную проводимость среды, возбуждают в ней электрическое поле, регистрируют величину ЭДС, наведенную на электроды 1в ионизированными частицами, переме,щающимися во фронте волны и по полученной величине судят о колебаниях среды, а электрическое поле возбуждают в направлении перемещения волны.

При приложении напряжения к электродам 1 и 2 от источника 3 питания между ними возбуждается электрическое поле, в котором создается стационарный поток частиц (ионов), те- 2» кущих от положительного электрода к отрицательному (в случае положительной ионной проводимости, как показано на чертеже). В процессе прохождения волны через плоскость электродов 1 3$

: и 2 поток частиц (ионов) между электродами 1 и 2 модулируется по скорости в соответствии с движением молекул во фронте волны. Если волна распространяется в направлении движения ионов, поток их ускоряется в моменты прохождения зон сжатия, а если распространение направлено в противоположную сторону — тормозится.

В обоих случаях происходит модуляция

3$ тока, текущего в цепи электродов, что отмечается регистратором 4.

Модуляция тока осуществляется линейно при всех возможных значениях мощностей колебаний, так как единственно ным ограничением, накладываемым на динамический диапазон колебаний, является сама среда. Частотный диапазон ограничивается расстоянием между электродами, поскольку в слу4$ чае, если между ними укладывается более полу волны, в при сут ст вует как зона сжатия, так и растяжения, т.е. ход частиц направлен в разные стороны, что не дает эффективной мо" дуляции тока, Нижняя частота,- регистрируемая преобразователем, не ограничена и может составлять доли герца.

В исследуемой среде необходимо создавать неравновесную ионную проводимость, в противном случае ионы разного знака движутся между .электродами в разных направлениях,. и если их

74 ф заряд и подвижность равны, модуляция также не происходит °

Упомянутое условие автоматически соблюдается практически во всех средах, так как диссоциируемые молекулы всегда ассимметричны.

Таким образом, при прохождении волны, регистратор 4 отмечает модуИ ляцию тока в соответствии с движениями среды между электродами, что, собственно, и пред ст а вляет собой а ку сти че скую волну. Чувствительность устройства определяется плотностью тока, протекающего между электродами и молекулярными процессами (шумами) на их поверхности.

Данный способ может одинаково эффе кти вно осущест влят ься во всех областях акустики, но особенно выгодно его прйменение в морской сейсмологии и глубоководной связи, так как имеющиеся на глубинах свыше 5 км давления препятствуют работе существующих гидрофонов. В то же время стабильный температурный режим на большой глубине создает оптимальные условия для работы ионного акустоэлектрического преобразователя.

Формула изобретения

Способ преобразования акустических колебаний жидкой или газообразной среды в электрический си гнал, заключающийся в том, что располагают в исследуемой среде, в плотности, параллельной фронту волны, два электрода, параллельные друг другу, на расстоянии, меньшем половины длины волны, создают неравновесную ионную проводимост ь среды, возбуждают в ней электрическое поле, регистрируют величину

ЭДС, наведенную на электродах ионизированными частицами, перемещающимися во фронте волны, и по полученной величине судят о колебаниях среды, отли чающий ся тем, что, с целью увеличения чувствительности преобразования, электрическое поле возбуждают в направлении перемещения волны.

Источники и нфор мации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2810047/18-28, кл. G 01 Н 3/06, 04.08.80 (прототип).

890074

Составитель А. Шман

Техред А, Савка 1(орректор B. Синицкая

Редактор Л. Алексеенко

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10949/62 Тираж 487 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5